74786

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Доклад

Физика

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Русский

2015-01-05

69 KB

5 чел.

26.Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Изохорный процесс (V=const). Диаграмма этого процесса (изохора) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси ординат (рис. 81), где процесс 1—2 есть изохорное нагревание, а 13 — изохорное охлаждение. При изохорном процессе газ не совершает работы над внешними телами, т. е.

Как уже указывалось в § 53, из первого начала термодинамики (Q=dU+A) для изохорного процесса следует, что вся теплота, сообщаемая газу, идет на увеличение его внутренней энергии:

Согласно формуле (53.4),

Тогда для произвольной массы газа получим

(54.1)

Изобарный процесс (p=const). Диаграмма этого процесса (изобара) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси V. При изобарном процессе работа газа (см. (52.2)) при увеличения объема от V1 до V2 равна

(54.2)

и определяется площадью заштрихованного прямоугольника (рис. 82). Если использовать уравнение (42.5) Клапейрона — Менделеева для выбранных нами двух состояний, то

откуда

Тогда выражение (54.2) для работы изобарного расширения примет вид

(54.3)

Из этого выражения вытекает физический смысл молярной газовой постоянной R: если T2 —T1 =1 К, то для 1 моль газа R=A, т. е. R численно равна работе изобарного расширения 1 моль идеального газа при нагревании его на 1 К.

В изобарном процессе при сообщении газу массой т количества теплоты

его внутренняя энергия возрастает на величину (согласно формуле (53.4))

При этом газ совершит работу, определяемую выражением (54.3).

Изотермический процесс (T=const). Как уже указывалось § 41, изотермический процесс описывается законом Бойля—Мариотта:

Диаграмма этого процесса (изотерма) в координатах р, V представляет собой гиперболу (см. рис. 60), расположенную на диаграмме тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс.

Исходя из выражений (52.2) и (42.5) найдем работу изотермического расширения газа:

Так как при Т=const внутренняя энергия идеального газа не изменяется:

то из первого начала термодинамики (Q=dU+A) следует, что для изотермического процесса

т. е. все количество теплоты, сообщаемое газу, расходуется на совершение им работы против внешних сил:

(54.4)

Следовательно, для того чтобы при расширении газа температура не понижалась, к газу в течение изотермического процесса необходимо подводить количество теплоты, эквивалентное внешней работе расширения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12939. Классный час на тему: Зачем потребителю права 1.43 MB
  Классный час по основам потребительских знаний Тема: Зачем потребителю права Цели урока: Продолжить формирование знаний о правах потребителя о санитарных нормах хранения пищевых продуктов об опасных добавках к пищевым продуктам; Научить читать штри
12940. Сценарий классного часа на тему: По планетам знаний 1.02 MB
  Сценарий классного часа на тему: По планетам знаний Класс: 4 Цели: Образовательная: продолжить знакомство детей с различными категориями знаний; Развивающая: развитие любознательности эрудиции и кругозор личности учащихся; Воспитательная: сплочение коллектива...
12941. Классный час на тему «Чудеса Света» 709.94 KB
  План проведения внеклассного мероприятия На тему: Чудеса Света в 4 А классе Классный час на тему Чудеса Света Цели : расширение кругозора учащихся их представлений о культуре древнего мира; познакомить учащихся с признанными чудесами света; воспитание умения ц...
12942. Настоящий друг Какой он. Классный час 552.49 KB
  Классный час Настоящий друг Какой он Если начать перечислять все качества которыми должен обладать настоящий друг то он окажеҭся не обычным человеком а суперменом: добрый веселый верный честный преданный идущий на помощь умеющий поддержать в трудную минуҭу ...
12943. Классный час «Правила поведения на перемене» 377 KB
  Классный час Правила поведения на перемене Одна из традиционных форм воспитательной работы это классный час. Не всегда у учителя есть время обсудить на уроках то что ему и детям представляется актуальным интересным наболевшим. Не обязательно проводить классный ча...
12944. Классный час Правила безопасного поведения на перемене 372.02 KB
  Классный час Правила безопасного поведения на перемене Цели: учить детей правильно проводить перемены; развивать умение рассуждать думать о последствиях своих действий; Ход занятия 1. Организационный момент. Учитель заранее распределяет учащихся на 4 группы. II. А...
12945. Моя будущая профессия 347.5 KB
  Класс: 8 А Вид воспитательной деятельности: интеллектуально-познавательная деятельность. Форма воспитательной работы: беседа. Тема: Моя будущая профессия. Цели: образовательные: раскрытие учащимися практической и теоретической значимо
12946. Тренинг-классный час с презентацией о вреде алкоголя 315.58 KB
  Тренингклассный час с презентацией о вреде алкоголя Данный урок взят с сайта Фестиваль педагогических идей. Автор открытого урока Волкова Оксана Викторовна. Этот прекрасный подход в объяснении нашим детям вреда алкоголя можете применить и вы разговаривая с собстве
12947. Газ опасным может стать, если правила не знать 44.5 KB
  Тема: Газ опасным может стать если правила не знать Цели: познакомить учащихся с правилами обращения с газом сформировать у подрастающего поколения знания о правилах безопасного пользования газом в быту способствовать формированию у учащихся представлений ...